物联网工程导论复习1.物联网、无线传感网、RFID系统和泛在网的联系和区别是什么?从ITU、ISO等国际标准组织对传感器网络、物联网定义和标准化范围来看,传感器网络和物联网其实是一个概念的两种不同的表述,其实质都是依托于各种信息设备实现物理设备和信息世界的无缝融合。
“物联网”和“传感网”都是以传感器、RFID等客观世界标识和感知技术,借助于无线传感器网络、互联网、移动网等实现人与物理世界的信息交互。
泛在网是面向泛在应用的各种异构网络的集合,更强调跨网之间的互联互通和信息聚合与应用。
2.请简述物联网的体系结构物联网包括三层结构,分别为感知层、网络层(传输层、互联网层)和应用层。
位于底层的是用来感知数据的感知层,中间层是数据传输的网络层,顶层则是内容应用层。
感知层:全面感知,利用传感器技术,RFID等随时随地的读取物体的信息网络层:实时传递,利用各种网络传输手段将物体的信息实时准确地传递出去应用层:全面应用,包括资源的共享和交换,对海量数据和信息进行分析和处理3.请简述物联网的技术体系结构。
物联网技术体系结构可分为五层:感知技术、传输技术、支撑技术、应用技术和公共技术。
·感知技术:能够用于物联网底层感知信息的技术,包括:RFID、传感器网络技术等;·传输技术:能够汇聚感知数据,并实现物联网数据传输的技术,包括M2M无线接入、Mesh网技术等;·支撑技术:用于物联网数据处理和利用的技术,包括云计算,公共中间件技术等;·应用技术:用于直接支持物联网应用系统运行的技术,包括物联网信息共享交互平台技术等;·公共技术:是感知、传输、支撑和应用四层都需要的技术,包括标示解析、安全技术和应用管理等。
4.你理解或了解的物联网特征是什么?物联网的特征:将人、物、机器等通过感知设备和通信网络连接起来形成一个网络。
主要特征:·信息量:物联信息将达到真正意义上的海量级。
·设备接入:亿万异构设备的泛在接入,异构种类、接入方式应有尽有。
·网络架构:信息和存储的边缘化,分散在机器、设备或物体之中。
·网络管理:网络管理的高度自治化。
·物物互联:物物互动的协同和智能化。
·物理安全:隐私的易泄露,面临更多安全问题。
·设备制造:设备的小型微型化。
·能量获取:能量自取、大容量,设备所取能源多样化。
5.自动识别的功能是什么?主要有哪些类型的识别方式?自动识别的功能:提供关于个人、动物和货物等被识别对象的信息。
可分为两大类:数据采集技术和特征提取技术。
·数据采集技术:需要被识别的物体具有特定的识别特征载体(标签、磁卡等);·特征提取技术:根据被识别物体本身的行为特征完成数据的自动采集。
6.射频标签与条形码的区别是什么?主要区别:1)该技术有无写入信息或更新内存的能力,条形码的内存不能修改,射频标签不像条形码,它专有的辨别器不能被复制;2)标签的作用不仅仅局限于视野之内,因为信息是有无线电波传输,而条形码是可视技术,扫描仪在操作人员的指导下工作,只能接收操作人员视野范围内的条形码;3)条形码自身的缺点,条形码被划破、污染或脱落,扫描仪无法识别;4)条形码蕴含信息少,只能识别生产者和产品,不能辨别商品种类和生产日期。
7.什么是RFID?RFID基本功能是实现数据的精准快速采集,是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号的空间耦合(电磁感应或电磁传播)传输特性,实现对被识别物体的自动识别。
8.RDIF系统由哪些部分构成,各自有什么功能?RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4部分组成。
·阅读器:主要负责与电子标签的双向通信,同时接受来自主机系统的控制指令。
·电子标签:射频识别系统真正的数据载体,根据其应用场合的不同表现为不同的应用形态。
·中间件:四大功能a)阅读器协调控制b)数据过滤与处理c)数据路由与集成d)进程管理·应用系统软件:针对不同行业的特定需求开发的应用软件,它可以有效地控制阅读器对电子标签信息进行读写,并且对收集到的目标信息进行集中的统计与处理。
9.简述RFID标准体系的主要内容。
RFID的标准体系:·RFID技术标准:定义了不同频段的空中接口及相关参数;·RFID应用标准:主要设计特定应用领域或环境中RFID构建规则;·RFID数据内容标准:主要涉及数据协议,数据编码规则及语法;·RFID一致性标准:主要涉及设备性能及一致性测试方法,尤其是数据结构和数据内容。
10.简述EPCglobal标准体系的体系框架。
EPCglobal体系框架包含三个主要的活动:1)EPC物理对象交换:用户与带有EPC编码的物理对象进行交互;2)EPC基础设备:为达成EPC数据共享,每个用户开展活动时将为新生的对象进行EPC 编码;3)EPC数据交换:用户通过相互交换数据,来提高自身拥有的运动物品的可见性。
11.通常情况下传感器有哪些组成部分,每部分的作用是什么?总的来说,传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成,有时还要加上辅助电源。
a:敏感元件——直接感受被测量的变化,并输出与被测量有确定关系的某一物理量的元件。
b:转换元件——将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量的电信号的部件c:测量电路——将转换元件输出的电信号作进一步的转换和处理,如放大、滤波、线性化、补偿等,便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。
12.蓝牙系统是由哪几个部分组成的,每部分的功能是什么?蓝牙系统一般由天线单元、链路控制(硬件)单元和蓝牙软件(协议栈)单元三个功能单元组成。
a:天线单元——接收无线信号b:链路控制(硬件)单元——与天线连接,完成信号的调制、解调外,相应的芯片中的还应固化基带协议和其他一些低层常规协议c:软件(协议栈)单元为个人区域内的无线通信而制定的协议,独立于操作系统,不与任何操作系统捆绑,同时必须符合已经制定好的蓝牙规范13.由蓝牙技术组成的微网中允许有256个设备同时存在,但1个主设备最多只能与7个从设备进行通信。
为什么?在建立微网后,一旦微网内有8个激活从设备,主控设备必须把其中一个从设备强制置为旁观侦听模式。
在旁观侦听模式下,此设备仍然存在于微网中,但是它释放了AMA 地址,得到一个8位的被动成员地址(PMA)。
允许有256个设备同时存在,但1个主设备最多只能与7个从设备进行通信。
在激活状态时,每个蓝牙设备都被分配一个激活成员地址AMA,主设备的地址总是默认为0,从设备的地址为1--7。
14.现场总线的特点是什么?现场总线的特点: 1.数字化 2.分布式 3.开放性4.双向串行传输5.互操作性6.节省布线空间7.智能自诊断性15.无线局域网都由哪几部分组成?无线局域网中的固定基础设施对网络的性能有何影响?接入点AP 是否就是无线局域网中的固定基础设施?无线局域网分为有固定基础设施和无固定基础设施两类。
有固定基础设施的无线局域网由一个基站和若干移动站组成,无固定基础设施的无线局域网由若干处于平等状态的移动站相互通信组成。
当管理员安装AP时,必须为AP分配一个信道。
当两个以上的这样的无线AP设备的Channel设置相同时,就会造成WLAN信道拥塞问题,如网速下降、掉线、网络工作不正常等等。
不是。
无线局域网中的固定基础设施是指AP连同互联AP和路由器的有线以太网。
16.在无线局域网中的关联(association)的作用是什么?使得某个移动站加入到选定的AP所属的子网中,并和这个接入点AP之间建立一个虚拟线路,实现移动站与AP之间,以及不同AP站点之间的数据帧传送。
17.无线局域网的MAC 协议有哪些特点?为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD 协议而必须使用CSMA/CA 协议?无线局域网设计了独特的MAC层,MAC层在物理层的上面,包括有两个子层,分别是分步协调功能DCF子层和点协调功能PCF。
通过协调功能来确定在基本服务集BSS中的移动站发送数据或者接收数据的时间。
为了避免碰撞,规定所有的站在完成发送后,必须再等待一段时间才能发送下一帧。
CSMA/CD不能用于无线局域网,主要有下列原因:第一,CSMA/CD 协议要求一个站点在发送本站数据的同时还必须不间断的检测信道,以及发现是否有其他的站也在发送数据,这样才能实现“碰撞检测”的功能,但在无线局域网中的设备要实现这种功能花费过大。
第二,即使能够实现碰撞检测的功能,且当发送数据的时候检测到信道是空闲的,在接收端仍然有可能发送碰撞,表明碰撞检测对于无线局域网没有发挥作用。
第三,无线信道还由于传输条件特殊,造成信号强度的动态范围非常大,使发送站无法使用碰撞检测的方法确定是否发生了碰撞。
所以在无线局域网中不能使用CSMA/CD 协议而必须使用CSMA/CA 协议。
18.什么是Wi-Fi技术?Wi-Fi是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号,是一种可以将个人计算机、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。
19.简述Mesh网络的优点与不足。
优点:1、速部署和易于安装2、非视距传输(NLOS)3、健壮性4、结构灵活5、高带宽不足:1、互操作性2、通信延迟3、安全20.物联网中间件的主要作用?(1)控制RFID读写设备按照预定的方式工作,保证不同读写设备之间能够很好地配合协调。
(2)按照一定的规则筛选过滤数据,筛除冗余数据,将有效的数据传送给后台的应用系统。
21.云计算主要特点?(1)虚拟化技术(2)灵活定制(3)动态可扩展性(4)高可靠性和安全性(5)高性价比(6)数据、软件在“云”端(服务器端)(7)超强的计算和存储能力22.简述云计算体系结构(基本架构),每个组成部分的功能。
(1)云用户端提供云用户请求服务的交互界面,也是用户使用云的入口。
(2)服务目录云用户在取得相应权限(付费或其他限制)后可以选择或定制服务列表。
(3)管理系统和部署工具提供管理和服务(4)资源监控监控和计算云系统资源的使用情况(5)服务器集群虚拟的或物理的服务群,由管理系统管理23.简述地理信息系统的类型。
(1)专题地理信息系统(thematic GIS)具有有限目标和专业的地理信息系统,为特定的专门目的服务(2)区域信息系统(regional GIS)主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标,可以有不同的规模(3)地理信息系统工具或外壳(GIS tools)一组具有图形图像数字化存储管理、查询检查、分析运算和多种传输等地理信息系统基本功能的软件包。
24.IEEE 802.11n协议采用了哪些措施提高网络性能?IEEE 802.11n主要的物理层技术涉及了MIMO、MIMO-OFDM、FEC、ShortGI、40MHz绑定技术、MCS等技术,提高物理层的速度;对MAC采用了帧聚合、Block确认、兼容a/b/g等技术,大大提高MAC层的效率;在接收端采用MRC技术,对多个天线收到信号进行处理,明显改善接收端的SNR。